Fertilité des sols

Les sols constituent une ressource essentielle pour l’agriculture et l’humanité (FAO, 2015). Le sol nourrit les plantes en eau et en éléments nutritifs. Il constitue une ressource non renouvelable à l’échelle humaine et il subit la pression des activités urbaines et industrielles qui consomment de plus en plus de surfaces agricoles.

 

Le sol remplit aussi d’autres fonctions que la fonction nourricière :

• Dégradation de la matière organique et recyclage des éléments nutritifs
• Régulation quantitative du cycle de l’eau
• Epuration et filtration assurant la qualité de l’eau
• Stockage de carbone et d’azote dans l’humus constituant la matière organique stable du sol

De plus, le sol abrite une intense activité biologique marquée par une grande biodiversité des organismes qui y vivent et interagissent avec la croissance des plantes. La fertilité du sol résulte d’une action de l’homme par ses pratiques agricoles en interaction avec le climat. Elle désigne la capacité du sol à produire durablement des récoltes de qualité pour les générations futures.

 

a. Matière organique, biodiversité d’un sol vivant

On parle des trois états de fertilité du sol : l’état physique (la structure, les agrégats, l’aération, le drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
), chimique (l’acidité mesurée par le pHpHDéfinition: Notation qui rend compte de la concentration en ions H+ du milieu et désigne ainsi le caractère très acide (pH 4 à 5,5), acide (5,5 à 6,8), neutre (6,8 à 7,2) ou alcalin (supérieur à 7,2) d’un sol....
, les éléments nutritifs) et biologique (la matière organique, la faune, les microorganismes) mais il existe de très fortes interactions entre ces états pour arriver un diagnostic.

Les plantes laissent au sol après récolte des racines, des tiges et des feuilles qui constituent une source de matière organique (MO) pour les organismes vivants du sol qui s’en nourrissent. La MO est en partie décomposée puis minéralisée alors que l’autre partie est transformée en humus stable, constituant important de la fertilité du sol. La MO constitue une nourriture pour la vie du sol. Elle favorise une structure motteuse et aérée et accroit la réserve utile en eau. Enfin la MO accroit la capacité d’échange cationiquecapacité d’échange cationiqueDéfinition: Mesure chimique conventionnelle réalisée sur un échantillon de terre, destinée à approcher la capacité d’un sol à stocker de façon réversible des éléments minéraux échangeables notamment des cations....
et améliore la mise en réserve des éléments nutritifs comme le calcium, le potassium et le magnésium.

Les engrais minéraux entrainent-ils une diminution du stock de MO des sols ? C’est une idée fausse largement répandue qui tient à la confusion avec le rôle du système de cultures. Un système qui ne restitue pas au sol assez de matière organique issue de la photosynthèsephotosynthèseDéfinition: La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles, en présence de sels minéraux, avec libération d'oxygène, afin de produire des glucides....
entraine une diminution du stock de matières organiques. Les engrais contribuent à augmenter la production végétale mais il faut laisser au sol une part de résidus suffisante pour nourrir la vie du sol. Ainsi dans les successions de culture comportant du maïs grain, du colza ou encore des céréales avec paille laissée au sol, la quantité de MO peut augmenter comme dans l’essai de longue durée à Boigneville, Arvalis (91) même avec une fertilisation exclusivement minérale.

L’effet favorable des amendements organiques et minéraux basiques sur la fertilité et la vie du sol peut être mesuré par des indicateurs tels que la quantité de biomasse microbienne vivante ou l’activité des microorganismes (respiration, minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
, nitrification…) mesurés après un apport. L’usage régulier de certaines formes d’engrais pourrait influencer la structure des populations de microorganismes mais les interactions sont complexes avec les plantes cultivées et le travail du sol et nécessitent des recherches plus approfondies.

Quatre ensembles de pratiques ont une influence déterminante sur la composante biologique de la fertilité du sol : le travail du sol qui crée ou perturbe les habitats utilisés par la faune et les microorganismes, la fertilisation notamment les amendements organiques qui apportent de la nourriture aux organismes vivants du sol, les produits de protection des plantes qui ont un impact sur la vie du sol et les couverts végétaux qui évitent de laisser le sol nu et contribuent également à nourrir l’écosystème.

 

b. Protection du sol pour la production alimentaire future

L'apport de matières fertilisantes aux sols agricoles s'accompagne d'un risque de contamination des sols du fait des tonnages tout à fait considérables épandus chaque année en France (Observatoire ANPEA de la fertilisation organique et minérale) :

12 millions de tonnes d'engrais et d'amendements minéraux

250 millions de tonnes environ d'effluents d'élevage (lisiers, fumiers, fientes…)

Une dizaine de millions de tonnes de boues et de composts issues du traitement de déchets d'origine urbaine ou industrielle

La présence de contaminants est d’origine naturelle comme celle des éléments traces minéraux présents dans l’ensemble de la chaine alimentaire à très faible dose et dans certaines ressources minérales utilisées pour fabriquer les engrais et amendements minéraux.

C'est pourquoi la réglementation définit certains critères de qualité définissant l'innocuité d'une matière fertilisante afin de limiter le flux d'éléments indésirables qui pourrait être apporté aux sols.

Trois catégories de contaminants sont concernées selon la nature des matières fertilisantes :

Les éléments trace ET (improprement appelés " métaux lourds") susceptibles d’être présents dans l’ensemble des matières fertilisantes d’origine minérale ou organique. Des flux annuels réglementaires à ne pas dépasser ont été définis pour chaque élément. Des valeurs limites ont ensuite été proposées pour plusieurs éléments trace susceptibles d’être présents dans les matières fertilisantes (arsenic, cadmium, chrome, plomb, mercure, nickel…).

Les composés trace organiques CTO parmi lesquels figurent des polluants organiques persistants tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP. Leur présence est recherchée par analyse, des valeurs limites sont fixées pour certaines matières fertilisantes plus exposées à ce risque.

Les micro-organismes pathogènes des animaux et de l’homme qui peuvent se retrouver dans les déchets d’origine animale ou humaine (lisiers, fumiers, boues de station d’épuration…) et présenter un risque éventuel de contamination dans la chaine alimentaire. Des analyses sont réalisées sur certaines matières fertilisantes d’origine organique pour détecter la présence d’entérobactéries, de clostridies, de salmonelles ou encore d’œufs d’helminthes.

Les producteurs de matières fertilisantes contrôlent leur production en pratiquant des analyses régulières sur leurs matières premières, en favorisant la diminution du potentiel pathogène au cours du traitement de déchets organiques d’origine animale ou humaine (hygiénisation, compostagecompostageDéfinition: Le compostage est un procédé biologique de dégradation naturelle des matières organiques et de leur valorisation, par des micro-organismes, en présence d'humidité et d'oxygène. Le produit fini possède une valeur fertilisante....
…) et en respectant le cas échéant les obligations d’information sur l’étiquetage des produits pour l’utilisateur.

Par exemple, l’accès aux terres est interdit aux animaux d’élevage pendant au moins 21 jours après l’épandage de matières fertilisantes contenant des sous-produits animaux autres que les lisiers et fumiers.

 

 

Phosphates et cadmium